邢海友，耿賀松

(1.樺川縣悅來灌區(qū)管理站，黑龍江樺川154300;2.黑龍江省水利科學(xué)研究院，哈爾濱150080)

1 工程概況

二甲溝水庫行政區(qū)劃屬于黑龍江省哈爾濱市通河縣，松花江左岸一級支流富拉渾河干流中游，位于富林鄉(xiāng)所在地以北6.50 km，至哈肇公路6.50 km，距通河縣城西北23 km。壩址以上流域面積185 km2，庫區(qū)及樞紐工程全部位于通河縣境內(nèi)，主要建筑物攔河壩、溢洪道、輸水及引水隧洞，依據(jù)國家防洪標(biāo)準(zhǔn)和水利水電工程等級劃分，二甲溝水庫為中型工程，工程等別為Ⅲ等，攔河壩、溢洪道、取水塔為3級，按100 a一遇洪水設(shè)計(jì)、2 000 a一遇洪水校核，引水隧洞為4級。

按照本工程選定方案樞紐布置，溢洪道泄洪對壩腳不構(gòu)成威脅，根據(jù)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》溢洪道消能防沖設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按30 a一遇洪水設(shè)計(jì)，該區(qū)地震動峰值加速度為0.05g，按地震動峰值加速度分區(qū)與地震基本烈度對照表，地震基本烈度值為Ⅵ度，依據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，采用基本烈度作為設(shè)計(jì)烈度，不進(jìn)行抗震復(fù)核計(jì)算。

2 溢洪道總體布置

溢洪道為開敞式鞍部溢洪道，溢洪道軸線距右壩端約220 m，閘室兩側(cè)與山體相連。溢洪道由進(jìn)口引渠、平直段、閘室、陡坡段、挑流段、尾水渠組成。全長156.50 m。引水渠長38 m，底高程143.80 m，寬8.0 m。進(jìn)口平直段長12.0 m，底板頂高程，143.80 m，凈寬8.0 m，兩側(cè)采用衡重式擋墻結(jié)構(gòu)，墻頂高程150.60 m，底板采用厚0.5 m混凝土板護(hù)砌，閘室段采用鋼筋混凝土“U”型槽結(jié)構(gòu)，總凈寬8 m，分1孔，閘室順?biāo)鞣较蜷L13 m。采用駝峰堰，堰頂高程144.80 m，邊墩寬1.5 m，墩頂高程150.60 m。設(shè)平板工作門與平板檢修門，均采用卷揚(yáng)式啟閉機(jī)。墩頂設(shè)交通橋，寬6.0 m，橋面高程150.60 m。

陡坡段長82 m，起點(diǎn)高程143.92 m，斷面為矩形，底寬8 m，陡坡比降1∶5，陡坡兩側(cè)為貼坡式擋墻，擋墻頂高程按陡坡水面線加摻氣高度和超高后確定，陡槽底部為鋼筋混凝土底板，擋墻后及底板下布置排水系統(tǒng)。挑流段長11.50 m，反弧半徑9.0 m，挑角20°，鼻坎頂高程127.00 m。尾水渠長665 m，起點(diǎn)底高程125.50 m，比降1∶500，寬8.0 m。

3 溢洪道水力計(jì)算

3.1 堰型設(shè)計(jì)

堰型采用駝峰堰，根據(jù)定型設(shè)計(jì)水頭和堰高關(guān)系，選擇a型堰面曲線，上游堰高1.0 m，中圓弧半徑2.5 m，上下圓弧半徑6.0 m。

3.2 泄流能力計(jì)算

泄流能力計(jì)算采用《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL253－2000)中，開敞式駝峰堰的泄流能力公式計(jì)算:

式中:Q為流量，m3/s;B為溢流堰總凈寬，B=8m;n為閘孔數(shù)目，n=1;g為重力加速度，m/s2;H0為計(jì)入行近流速水頭的堰上總水頭，m;ζk為邊墩形狀系數(shù)，取ζk=0;ε為閘墩側(cè)收縮系數(shù);m為流量系數(shù)。

經(jīng)計(jì)算:設(shè)計(jì)情況，Q計(jì)算=99.63m3/s，Q設(shè)計(jì)=95.00m3/ s;校核情況Q計(jì)算=163.74m3/s，Q設(shè)計(jì)161.00=m3/s，泄洪能力滿足設(shè)計(jì)要求。

3.3 挑流消能計(jì)算

挑流水舌外緣挑距按下式計(jì)算:

式中:L為自挑流鼻坎末端起至下游河床床面的挑流水舌外緣挑距，m;θ為挑流水舌水面出射角，取θ=20°;h1為挑流鼻坎末端法向水深，m;h2為鼻坎坎頂至下游河床高程差，m; v1為鼻坎坎頂水面流速，m/s，按鼻坎處平均流速v的1.1倍計(jì)。

鼻坎平均流速按下式計(jì)算:

式中:v為鼻坎末端斷面平均流速，m/s;Z0為鼻坎末端斷面水面以上的水頭，m;φ為流速系數(shù);hf為泄槽沿程損失，m; hj為泄槽各項(xiàng)局部損失水頭之和，m;S為泄槽流程長度，m;q為泄槽單寬流量，m3/(s·m)。

沖刷坑最大水墊深度按下式計(jì)算:

式中:T為自下游水面至坑底最大水墊深度，m;q為鼻坎末端斷面單寬流量，m3/(s·m);Z為上、下游水位差，m;K為綜合沖刷系數(shù)，取k=1.1。計(jì)算結(jié)果見表1:

表1 挑流計(jì)算成果表

4 溢洪道排水設(shè)計(jì)

為減弱閘室基底揚(yáng)壓力，在帷幕灌漿下游3 m處設(shè)置一排排水孔，孔深5 m，孔距1.5 m。為減弱滲水對陡坡段底板和邊墻的滲透壓力，在底板底部和擋土墻后設(shè)置縱橫溝槽式碎石排水，構(gòu)成縱橫排水系統(tǒng)，縱向排水通向挑流鼻坎下面，將滲水排向下游，這樣才能更好保證溢洪道安全。

［1］吳持恭.水利學(xué)［M］.北京:高等教育出版社，2001.

［2］左東啟.水工設(shè)計(jì)手冊［S］.北京:中國水利水電出版社，2003.

［3］祁慶和.水工建筑物［M］.北京:中國水利水電出版社，2003.